Sonnenlicht ernten

Agri-Photovoltaik verbindet Landwirtschaft und Solarenergie, indem Photovoltaikmodule über oder neben den Pflanzen installiert werden. Man kann sich das so vorstellen, als würden die Pflanzen solarbetriebene Sonnenhüte tragen. Die Module erzeugen erneuerbaren Strom, während der Schatten den Hitzestress und den Wasserverlust für Pflanzen reduzieren kann. Die landwirtschaftlichen Betriebe produzieren Lebensmittel, Energie – und weniger sonnenverbrannte Salatköpfe.

Eurac Research bringt in die Zusammenarbeit mit FAO und EBWE wissenschaftliches Know-how ein. Dazu gehört die Bewertung von Systemdesigns, Technologien und Monitoringtools, um zu verstehen, was funktioniert, was nicht, und wo Agri-Photovoltaik sinnvoll ist. Der Schwerpunkt liegt auf Regionen, in denen der Klimawandel die Landwirtschaft bereits verändert, wie Osteuropa, Zentralasien, Naher Osten, Nordafrika und Subsahara-Afrika.

Eine Frage taucht oft schon früh auf: Warum sollten landwirtschaftliche Betriebe ihre Arbeitsweise umstellen? Oder, wie es kürzlich in einer Diskussion formuliert wurde: „Was könnte Menschen dazu bewegen, diese Systeme anzuwenden, was könnte sie davon abhalten?“

Die Antwort darauf hängt eng mit der Bodengesundheit zusammen, erklärt Agri-Photovoltaik -Experte Luís Fialho: „In vielen Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung wird der Boden seit vielen Jahren landwirtschaftlich genutzt, oft intensiv. Infolgedessen ist er in der Regel ausgelaugt und nährstoffarm. Hohe Sonneneinstrahlung kann den Boden ausbleichen und die Humusschicht zerstören.“ Durch die Solarmodule über den Pflanzen tragen Agri-Photovoltaik-Systeme dazu bei, diese Gefahr zu verringern.

„Die Beschattung, kombiniert mit dem dadurch entstehenden Mikroklima, hilft dem Boden, sich zu erholen. Es ist eine Win-Win-Situation“, sagt Fialho. Die Module reduzieren die direkte UV-Strahlung, halten die Temperaturen niedriger und verringern den Stress für Pflanzen und Boden. Dies bedeutet auch weniger Evapotranspiration, sodass die Pflanzen weniger Wasser benötigen und verlieren.

Die Vorteile betreffen aber nicht nur die Bodengesundheit. Die Beschattung durch Solarmodule bietet auch Schutz vor extremen Wetterereignissen. „Bei Hagel oder sehr starken Niederschlägen können Agri-Photovoltaik-Anlagen zum Schutz der Pflanzen beitragen“, erklärt Fialho.

Moderne Agri-Photovoltaik-Anlagen können sogar bewegt werden. Einige nutzen Tracking-Technologie, mit der die Position der Module verändert werden kann. Tracking wird in der Regel zur Maximierung der Stromproduktion eingesetzt, kann aber auch der Landwirtschaft dienen. „Das gleiche Tracking kann für den Anbau optimiert werden“, erklärt Fialho, „zum Beispiel, um die Sonneneinstrahlung während der Blüte zu erhöhen oder um vor Hagel zu schützen. Die Stromproduktion muss nicht die einzige Priorität sein.“

Das Projekt beschränkt sich jedoch nicht nur auf Nahrungsmittel und Energie. Ein weiterer Aspekt ist die Integration von Entsalzungsanlagen. Bei der Entsalzung wird salziges Meerwasser oder brackiges Grundwasser in Süßwasser umgewandelt, was aber große Mengen Energie erfordert. Agri-Photovoltaik bietet eine Möglichkeit, Entsalzungsanlagen mit vor Ort erzeugtem Solarstrom zu betreiben.

In der Praxis bedeutet dies, dass Solarmodule nicht nur Strom für das Stromnetz oder den landwirtschaftlichen Betrieb produzieren, sondern auch für Entsalzungsanlagen, die Süßwasser erzeugen. Dieses Wasser kann dann zur Bewässerung der unter den Modulen wachsenden Pflanzen verwendet werden. Sonnenlicht wird zu Strom, Strom wird zu Wasser und Wasser lässt Nahrungsmittel wachsen.

Dieser Ansatz ist besonders relevant in trockenen Regionen oder Küstengebieten, in denen es viel Sonnenschein, aber nur begrenzt Süßwasser gibt. Durch die Kombination von Landwirtschaft, Energieerzeugung und Wasserversorgung kann Agri-Photovoltaik den Druck auf die Ressourcen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern.

Die Märkte sind jedoch nicht alle auf dem gleichen Entwicklungsstand. „Eines der Ziele der FAO ist es, Erfahrungen aus reiferen Märkten wie Italien, Frankreich oder Deutschland in andere Länder zu übertragen“, erklärt Fialho. „Auf diese Weise können wir bewährte Verfahren, Instrumente und Erfahrungen austauschen.“

Letztendlich ist das Ziel einfach: Agri-Photovoltaik-Systeme sollen breitere Anwendung finden. Nicht als Entscheidung zwischen Nahrung, Energie oder Wasser, sondern als Möglichkeit, alle drei auf derselben Fläche zu produzieren. Richtig umgesetzt, können diese Systeme landwirtschaftliche Betriebe zu Orten machen, an denen Pflanzen wachsen, Energie erzeugt, Wasser bereitgestellt und der Nutzungsdruck auf die Fläche verringert wird – alles unter derselben Sonne.